الليبيدات الترابية في نظام المواد الدبالية

أكدت الأبحاث في السنوات الأخيرة مرة أخرى على الدور الهائل للمكونات غير النوعية للدبال الترابي في تشكيل خصوبة التربة وتكوينها. وتشمل هذه المجموعة من المركبات مواد نشطة فيزيولوجيًا متنوعة، وكربوهيدرات، وأحماض أمينية، وأصباغ مختلفة.

تحتل المواد المستخلصة من التربة بالاستخلاص بمزيج كحول-بنزين مكانة خاصة في هذه المجموعة. لم يُعتمد حتى الآن مصطلح متفق عليه لهذه المجموعة، ولا يزال موقعها في نظام المواد الدبالية غير واضح. تسمى المواد المستخلصة من التربة بمزيج كحول-بنزين في الأدبيات "البتومينات" (bitumens)، أو شموع-راتنجات، وفي كثير من الحالات يُشار إليها ببساطة على أنها مجموعة من المركبات المستخلصة بمزيج كحول-بنزين، دون استخدام مصطلح خاص.

يستخدم معظم المؤلفين مصطلح **الدهون (الليبيدات)**. يوجد غموض مصطلحي مماثل في الأدبيات الجيولوجية أيضًا، حيث يشير مصطلح "البتومينات" تحديداً إلى مزيج من الهيدروكربونات ومشتقاتها، التي تكونت عن طريق تحول الشموع، والراتنجات، والأحماض الدهنية خلال الفترات الجيولوجية.

يعتبر الدبال الترابي تكوينًا حديثًا نسبيًا، ويجب أن تكون المواد الموجودة في مستخلصات كحول-بنزين التربة ممثلة بمركبات قليلة التغير، تدخل في تكوين بقايا النباتات والخلايا الميكروبية، أي الشموع، والراتنجات، وجليسيريدات الأحماض الدهنية، والأحماض الدهنية. وهذا يمنح أساسًا لتسمية المجموعة الكاملة من المواد قيد المناقشة **دهون التربة (الليبيدات الترابية)**.

حاليًا، يجمع مصطلح **الدهون (الليبيدات)** في الكيمياء الحيوية للنباتات مجموعة كبيرة من المواد، «...يتم تجميع الدهون والمواد الشبيهة بالدهون (الدهنيات) تحت المصطلح العام دهون (ليبيدات). هذه المجموعة من المواد تذوب في مذيبات عضوية مختلفة. يمكن أيضًا إدراج الأصباغ القابلة للذوبان في الدهون في هذه المجموعة. عادة ما يتم التمييز في تركيب الدهون بين:

• الدهون المحايدة، والشموع، والستيرويدات،
• الدهون الفوسفورية (الفوسفوليبيدات)،
• الدهون السكرية (الجليكوليبيدات) وغيرها من الدهون المعقدة،
• وكذلك عدد من المركبات الأخرى، بما في ذلك الأحماض، والكحولات، والفيتامينات، والهيدروكربونات الأعلى، بما في ذلك الكاروتينات، والكاروتينويدات، وما إلى ذلك.

من المحتمل أنه في بعض الحالات، قد تحتوي مستخلصات كحول-بنزين التربة على بعض المركبات الأخرى؛ على وجه الخصوص، لا يمكن استبعاد دخول حمض الهيماتوميلانيك والبروتينات القابلة للذوبان في الكحول إلى هذه المجموعة. ومع ذلك، بناءً على التعريفات المذكورة أعلاه، واستنادًا إلى البيانات المتاحة حول تركيب مستخلصات كحول-بنزين، فإننا نرى أنه من الممكن والأكثر دقة تسمية هذه المجموعة من المواد **دهون التربة**.

تدخل الدهون إلى التربة مع بقايا النباتات، بالإضافة إلى ذلك، لا يُستبعد احتمال تركيب الدهون مباشرة في التربة بواسطة كائنات دقيقة مختلفة، على سبيل المثال، خمائر أكسدة البارافين. تتميز دهون التربة والنباتات بتشابه معين.

عند تقييم أهمية الدهون في النظم الكيميائية الحيوية، يجب أخذ النقاط التالية في الاعتبار: يتراوح محتوى هذه المجموعة من المواد في دبال التربة من 2 إلى 14٪، ووفقًا لبعض البيانات في ظروف التربة الخثية، والتندرا، والتربة الجبلية، تظهر اتجاهًا واضحًا لزيادة تراكم هذه المجموعة إلى 20-24٪، وأحيانًا أكثر.

من حيث التركيب الكيميائي، تختلف الدهون اختلافًا حادًا عن المجموعات الأخرى من المواد الدبالية، حيث تحتوي على نسبة كبيرة من الهياكل الأليفاتية والمجموعات الكارهة للماء. يؤدي هذا الأخير إلى عدد من الخصائص الكيميائية المحددة. تثير هذه المجموعة اهتمامًا خاصًا فيما يتعلق بـ "وسمها" الغريب بوجود أشكال هيكلية مثل البارافين (الدهون، الشموع)، والستيرويدات، والتيربينات، والكاروتينويدات، والكلوروفيل، وغيرها من أصباغ البورفيرين. يمكن الكشف عن هذه المركبات بسهولة نسبيًا بواسطة أطياف إلكترونية أو جزيئية محددة، مما يتيح تتبع مسارات وآليات تحول هذه المواد أثناء تكوين الدبال والتغيرات اللاحقة (ديجنيز).

مستخلصات كحول-بنزين من التربة هي سوائل ذات ألوان مختلفة، يتراوح لونها من الأصفر الفاتح (اللبني) إلى البني البرتقالي ويعتمد على نوع التربة والتجمعات النباتية. بعد إزالة المذيب، تبقى كتلة صفراء-بنية ذات رائحة بلسمية خفيفة، تذوب عند درجة حرارة تتراوح من 63 درجة إلى 87 درجة.

وفقًا للبيانات المرجعية، يحتوي تركيب الدهون، بالإضافة إلى C و H، على O و N و P و S، والعديد من العناصر الكبرى والصغرى في أجزاء من المائة. تتفاوت النسبة التقريبية لهذه الأخيرة في حدود كبيرة في التربة المختلفة (58-68٪ C، 8-10٪ H؛ 22-32٪ O؛ 0.4-2.0٪ N).

تتكون دهون التربة والخث بشكل أساسي من الشموع والراتنجات، والتي بدورها تحتوي على أحماض حرة ومواد قابلة للتصبن، ممثلة بالإسترات النموذجية للشموع والأنهيدريدات المميزة للراتنجات. يشمل مكون الشمع في البتومين ما يصل إلى 56٪ من الأحماض، ومن بينها تم تحديد حمض السيروتيك $C_{25}H_{50}O_{2}$، وحمض الكاربو سيريك $C_{27}H_{54}O_{2}$، وحمض أوكسي-دهني بتركيب $C_{30}H_{60}O_{3}$. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي تركيب الشموع على ما يصل إلى 44٪ من المواد غير القابلة للتصبن؛ من بينها تم تحديد الهيدروكربونات المشبعة — التريترياكونتان $C_{33}H_{68}$ والبنتاترياكونتان $C_{35}H_{72}$، التي تشكل ما يصل إلى 15٪، كما تم عزل الكحول المشبع — الهبتاكوسانول $C_{27}H_{55}OH$ بدرجة انصهار 74-75 درجة. تم تحديد عدد كبير من الهيدروكربونات: ن-ديكان، ن-أونديكان، ن-هيكساديكان، نفتالين، ميثيل نفتالين، ثنائي الفينيل، أسينفتين، فلورين. تم الكشف عن الستيرويدات والعفص (التانينات).

يمثل أحد مكونات "بتومينات" الخث إسترات معقدة للكحولات الحلقية والأحماض الحلقية، والتي عُزلت منها أحماض غير مشبعة بتركيب $C_{12}H_{22}O_{2}$ و $C_{14}H_{26}O_{2}$. علاوة على ذلك، تمكنوا من تحديد التريتيربينويدات، وهي ممثلة على نطاق واسع جدًا في العالم النباتي.

تركيب مستخلصات كحول-بنزين التربة لا يزال قليل الدراسة، على الرغم من أن البيانات الواردة عن عدد من المؤلفين تشير إلى احتمال وجود أحماض دهنية، ودهون، وشموع، وأحماض راتنجية وإستراتها، وستيرولات، وتريتيربينويدات، وهيدروكربونات، إلخ.

قمنا بدراسة الأجزاء الدهنية (الليبيدية) للأنواع الجينية الرئيسية للتربة. تم استخلاص الدهون من عينة تربة جافة هوائيًا، والتي فُصلت منها الجذور مسبقًا، وكذلك من فرشيات المخلفات الطازجة وأوراق النباتات. كان المذيب المستخدم هو مزيج كحول-بنزين (1:1)، وتم إجراء الاستخلاص في جهازي سوكسليت (Soxhlet) وجريف (Greffe).

يستغرق الاستخلاص في جهاز سوكسليت وقتًا طويلاً ولا يضمن العائد الكامل للشموع-الراتنجات. إن تكثيف عملية الاستخلاص باستخدام جهاز جريف-زايتشنكو (Greffe–Zaychenko) يزيد بشكل كبير من كمية الشموع-الراتنجات المستخلصة من التربة (الجدول 1).

الجدول 1. العائد المقارن للدهون (الليبيدات) في جهازي جريف-زايتشنكو وسوكسليت

التربة، الاستخدام	الأفق	العمق، سم	سوكسليت		جريف
			محتوى الدهون، % من التربة	محتوى كربون الدهون، % من محتوى الكربون الكلي	محتوى الدهون، % من التربة	محتوى كربون الدهون، % من محتوى الكربون الكلي
تشرنوزيم جنوبي، أرض زراعية، خيرسون	$A_{pach}$	0–23	0,09	4,35	0,28	14,04
تشرنوزيم شوكولاتة، أرض زراعية، رومانيا	$A_{pach}$	0–20	0,10	0,71	0,12	12,32
تربة جبلية-مرجية، مرج سبيرا-زوان، خيرسون	$A₁$	6–20	0,45	6,61	0,76	11,06
تربة بنية غابية جبلية، أرض بور، خيرسون	$A₁$	1–18	0,07	6,24	0,21	19,56
صولونشاك قشري، مرعى، خيرسون	$B₁$	2–15	0,26	7,32	0,40	11,22

إن الزيادة الكبيرة في عائد المواد عند استخلاصها في جهاز جريف قد تغير بشكل كبير تصوراتنا عن دور هذا الجزء في الكيمياء الحيوية للتربة. لا يزال يتعين تحديد أي من الأجزاء يسبب الفرق الملحوظ. يمكن الافتراض حاليًا أن الجزء الذي لم يكن محددًا سابقًا من الشموع-الراتنجات كان يدخل ضمن البقايا غير القابلة للتحلل مائيًا ويشكل جزءًا مما يسمى الهيومين (humin)، على الرغم من عدم استبعاد وجودها في الأحماض الدبالية أيضًا.

في التربة التي تم دراستها (الجدول 2)، يتراوح محتوى الدهون من 0.02 إلى 0.50٪ من التربة، ومن 2.0 إلى 80.0٪ من الكربون العضوي. في آفاق الدبال العلوية للعديد من الترب الأوتومورفية، تبلغ نسبة الدهون 2-10٪ من إجمالي الكربون (حسب الاستخلاص في جهاز سوكسليت). يرتبط المحتوى المتزايد من الدهون بالتربة ذات الرطوبة العالية (الهيدرومورفية)، والخثية، وتربة التندرا، والتربة الجبلية. غالبًا ما يُلاحظ تراكم نسبي لها في الآفاق الأعمق. في بعض الترب، يظل المحتوى المطلق لهذا الجزء ثابتًا على طول كامل قطاع التربة. يرتبط التراكم النسبي للدهون في الآفاق B و C بهذا الأخير، على ما يبدو.

تتم دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للدهون وعلاقة هذه المؤشرات بالظروف البيئية بمزيد من التفصيل باستخدام مثال تربة معينة: المقطع 106 - كراسنوزيم طيني خفيف، غريني؛ المقطع 127 - نفس الكراسنوزيم تحت أرض زراعية؛ المقطع 123 - بودزول شبه استوائي، طيني متوسط؛ المقطع 120 - زيلتوزيم طيني خفيف، رملي-غريني. بما أن التركيب السائد للمخلفات فوق المقاطع 127 و 120 كان أوراق الشاي والسرخس، فقد رأينا أنه من الضروري تتبع محتوى وتركيب الدهون في نظام النبات-الفرشة-التربة.

يمكن فصل الجزء الدهني بسهولة إلى شموع وراتنجات عن طريق استخلاص الأخيرة بالأسيتون. يتراوح محتوى الشموع والراتنجات في الدهون في حدود واسعة. تحتوي آفاق $A₁$ أو $A_{pach}$ من البودزول شبه الاستوائي في الكراسنوزيم على الهضبة والمنحدر على ما يصل إلى 33-38٪ من الراتنجات، وفي تركيب دهون الزيلتوزيم تحت البور والأرض الزراعية، تعد الراتنجات هي المجموعة السائدة من المركبات العضوية (الجدول 2). في الدهون من الفرشيات المختلفة، يسود الجزء الراتنجي، الذي يشكل فيها 58-68٪.

الجدول 2. عائد وتركيب مستخلصات كحول-بنزين

الكيان	الأفق	العمق، سم	كربون الدهون		الشموع، %	الراتنجات، %
			% من وزن العينة	% من إجمالي C
أوراق الشاي، م. 127	—	—	22,78	—	29,12	70,78
أوراق السرخس، م. 120	—	—	7,65	—	80,21	19,79
فرشة الغابة، م. 106	$A₀$	—	4,36	—	33,06	66,94
الشاي والفرشة، م. 127	$A₀$	—	2,92	—	42,44	57,56
الشاي والفرشة، م. 120	$A₀$	—	4,90	—	31,99	68,01
فرشة الغابة م. 123	$A₀$	—	5,18	—	37,50	62,50
كراسنوزيم طيني خفيف، غريني، م. 106	$A₁$	0–14	0,39	8,5	61,11	38,89
	AB	14–26	0,09	11,3	66,92	33,08
	$B₁$	26–52	0,14	36,8	67,50	32,50
	$B₂$	52–76	0,11	38,0	60,24	39,76
	$C₁$	76–140	0,09	53,0	58,46	41,54
	$C₂$	140–190	0,14	77,7	55,26	44,74
كراسنوزيم طيني خفيف، غريني، م. 127	$A_{pach}$	0–10	0,14	4,1	65,00	36,00
زيلتوزيم طيني خفيف، رملي-غريني، متجلل، م. 120	$A₁$	0–15	0,18	9,5	36,73	63,27
	AB	15–36	0,19	36,1	32,59	67,41
	$B₁$	36–57	0,02	5,7	29,69	70,31
	$B₂$	57–115	0,23	76,7	28,26	71,74
	$B₃$	115–150	0,12	80,0	29,51	70,49
	BC	150–200	0,04	66,6	30,34	69,66
	C	200–220	0,10	77,0	31,71	69,29
زيلتوزيم طيني خفيف، غريني، م. 120	$A_{pach}$	0–10	0,23	11,3	29,69	70,31
شبه استوائي، بودزولي، طيني متوسط، غريني خشن، م. 123	$A₁$	0–10	0,28	10,3	66,23	33,77
	$A₁A₂$	10–20	0,12	14,5	50,00	50,00
	$A₂$	20–34	0,02	20,0	49,00	51,00
	BC	34–57	0,06	24,0	37,75	62,25
	$BC₁$	57–100	0,14	93,4	38,00	62,00
	$BC₂$	100–120	0,06	75,0	36,00	64,00
	$BC₃$	120–140	0,21	87,6	35,58	64,42
تشرنوزيم مرجي	$A₁$	3–21	0,22	2,69	24,6	75,4
جبلي-مرجي (تيبردا)	$A₁$	2–10	0,59	7,40	44,8	55,2
خثي-جلاي	$A_{t}$	0–33	3,05	13,10	65,1	34,9
تشرنوزيم شوكولاتة	$A_{pach}$	0–20	0,079	6,71	—	—
تشرنوزيم جنوبي	$A_{pach}$	0–23	0,0618	4,35	—	—
تربة بودزولية عشبية	$B₂$	48–69	0,0397	10,36	—	—
صولونيتز	$A_{pach}$	0–17	0,0987	12,88	—	—
صولونشاك قشري	$B₁$	45–62	0,0397	7,32	—	—
جبلي-مرجي (القرم)	A	0–5	0.5033	6,61	—	—
تربة بنية غابية	$B₁$	2–15	0,1866	4,68	—	—
	$A₁$	6–20	0,3252	11,26	—	—
	$A_{pach}$	0–28	0,0497	—	—	—
	$B₁$	54–84	0,0439	—	—	—

تشير دراسة تركيب الدهون من أوراق السرخس والشاي إلى اختلاف طبيعة مركباتها المكونة. تسود الشموع (80٪) في تركيب الدهون من أوراق السرخس، بينما تحتوي دهون أوراق الشاي في الغالب على راتنجات (71٪). ولكن بالفعل في الفرشة تحدث عمليات مرتبطة بتعقيد تركيب الدهون، ونتيجة لذلك تسود المكونات الراتنجية، ذات الوزن الجزيئي الأعلى، في جميع الفرشيات.

يختلف نمط توزيع الشموع والراتنجات عبر الآفاق الجينية. في الزيلتوزيم، تتوزع الشموع والراتنجات بالتساوي على طول القطاع، ولا يلاحظ فيه أي ميل لتراكم أو استنفاد أي من المجموعتين. في البودزول شبه الاستوائي، على العكس من ذلك، يزداد محتوى الراتنجات مع العمق: 34٪ في الأفق $A₁$، و 50٪ في الأفق $A₁A₂$، و 64٪ في الأفق $BC₃$. في الكراسنوزيم، تتراكم الراتنجات قليلاً نحو الأسفل في القطاع (من 39٪ في الأفق $A₁$ إلى 45٪ في الأفق $C₂$)، لكن الشموع هي المجموعة السائدة في هذه التربة. هذه الخاصية مرتبطة، على الأرجح، بالعمليات الميكروبيولوجية المكثفة لتحلل مكونات الدبال، ونتيجة لذلك تتراكم الشموع، كمجموعة أكثر خمولًا، في قطاع الكراسنوزيم.

يتأكد هذا الافتراض عند تحليل تشرنوزيم سميك، وتربة جبلية-مرجية، وتربة خثية-جلاي. في التشرنوزيم، الذي يتميز بأحد أعلى مستويات النشاط البيولوجي، تصل نسبة الراتنجات إلى 75٪، بينما في التربة الخثية-الجلاي لا تتجاوز 35٪. وبالتالي، ينعكس مستوى النشاط البيولوجي للتربة ليس فقط في المحتوى الكلي للدهون، ولكن أيضًا في تركيبها النوعي.

تظهر بيانات التحليل العنصري لبعض الدهون محتوى عاليًا جدًا من الكربون: من 63٪ في الجزء الدهني من أوراق الشاي إلى 67٪ في الدهون من فرشة الشاي في التربة، وهو ما يتفق مع البيانات المرجعية (الجدول 3). يتراوح محتوى الهيدروجين من 4 إلى 10٪، والأكسجين من 22 إلى 25٪. تحتوي الأجزاء التي تم فحصها على كمية لا بأس بها من النيتروجين. على ما يبدو، ترجع زيادة محتوى النيتروجين في بعض الدهون إلى طبيعة بقايا النباتات، التي قد تحتوي على مركبات حلقية غير متجانسة من نوع البيرول ومشتقاته، مثل الكلوروفيل، التي تُستخلص بالكحول-بنزين.

الجدول 3. التركيب العنصري للمواد العضوية القابلة للذوبان في كحول-بنزين

من أي كيان تم عزله	التركيب العنصري، % من الكتلة الجافة الخالية من الرماد				المؤلف
	C	H	O	N
أوراق الشاي تحت كراسنوزيم، م. 127	62,97	6,54	23,90	6,59	بياناتنا
فرشة شاي الكراسنوزيم، م. 127	67,18	3,90	25,37	—	بياناتنا
كراسنوزيم، م. 127، الأفق $A_{pach}$	67,25	5,63	23,92	—	بياناتنا
طين غريني بودزولي، الأفق $A₁$	68,17	9,74	21,72	0,37	بياناتنا
تشرنوزيم $A₁$	66,27	8,71	24,32	0,70	بياناتنا
تربة بودزولية عشبية: أ) غابة	—	—	—	2,02	بياناتنا
تربة بودزولية عشبية: ب) أرض بور	—	—	—	0,41	بياناتنا
تشرنوزيم سميك، سهل	—	—	—	1,57	بياناتنا
سيروزيم نموذجي: أ) مزيج أعشاب	—	—	—	1,33	بياناتنا
سيروزيم نموذجي: ب) أرض بكر	—	—	—	0,22	بياناتنا

تتراوح أرقام حموضة الدهون (الجدول 4) من 1 إلى 12 مللي مكافئ/جم. يُلاحظ محتوى متزايد من "الأحماض العضوية الحرة" في دهون الزيلتوزيم تحت البور في الأفق $A₁$ مقارنة بالآفاق العلوية للتربة الأخرى. تتميز دهون هذا الأفق أيضًا بأرقام إستر عالية (92) ورقم يودي (21). الأرقام الإسترية العالية والرقم اليودي العالي هي سمة أيضًا لدهون التشرنوزيم. تُفسَّر القيمة الدنيا لرقم الإستر في دهون الأفق $A₁$ من الكراسنوزيم، وكذلك القيمة الصغيرة للخصائص الأخرى (رقم الحموضة - 1، الرقم اليودي - 6 مللي مكافئ/جم)، بسيادة الرمال التي تحمل كمية أقل من المجموعات الوظيفية. يتراوح نطاق تغير الرقم اليودي بين 0.5-66 مللي مكافئ/جم. في دهون الكراسنوزيم، تُكتشف علاقة عكسية معينة بين أرقام الإستر واليود؛ فكلما قلّت المركبات غير المشبعة، زادت المجموعات الإسترية. بالإضافة إلى ذلك، توجد علاقة بين أرقام الحموضة، والإستر، واليود، ومحتوى الشموع والراتنجات.

الجدول 4. الخصائص الكيميائية للدهون (الليبيدات)

التربة	الأفق (العمق، سم)	رقم الحموضة، مللي مكافئ/جم	رقم الإستر، مللي مكافئ/جم	الرقم اليودي، مللي مكافئ/جم
بودزول شبه استوائي، طيني متوسط، غريني خشن، م. 123	$A₁$ (0-10)	4,55	52,60	10,39
	B (34-57)	12,50	88,75	3,12
	$BC₁$ (120-140)	2,88	43,27	0,48
زيلتوزيم طيني خفيف، رملي-غريني، متجلل، م. 120	$A₁$ (0-15)	10,20	92,45	21,35
	$B₁$ (36-57)	4,00	75,00	20,60
	C (200-220)	3,66	95,12	2,44
كراسنوزيم طيني خفيف، غريني، على طين مخطط، م. 106	$A₁$ (0-14)	0,93	6,48	6,02
	$B₁$ (26-52)	3,75	71,25	2,12
	$C₂$ (140-190)	1,32	67,11	0,52
ورقة (شاي)	—	—	—	2,23
فرشة (شاي)، م. 127	$A₀$	1,45	19,48	2,61
كراسنوزيم طيني خفيف، غريني على منحدر، م. 127	$A₁$ (0-10)	2,70	71,25	17,00
تشرنوزيم مرجي	$A₁$ (3-21)	7,32	86,86	66
خثي-جلاي	$A₁$ (0-33)	1,36	0,96	2
جبلي-مرجي	$A₁$ (2-10)	2,42	1,88	8
تندرا	$A₁$ (3-10)	2,45	7,07	2
تربة بودزولية عشبية	$A₁$ (5-9)	3,26	9,92	10

تحتوي دهون أفق الزيلتوزيم تحت البور والتشرنوزيم على أعلى قيم للأرقام. يسود الجزء الراتنجي أيضًا في هذه الترب (الجدول 2)، وبالتالي، يمكننا التحدث عن التركيب الأكثر تعقيدًا للدهون في هذه التربة، أي أن جميع المجموعات الوظيفية النشطة، التي تتميز بأرقام الحموضة، والإستر، واليود، ترجع بشكل أساسي إلى "الراتنجات".

تم اكتشاف من 7 إلى 22 قمة أو أكثر في الكروماتوجرامات الغازية بالتحلل الحراري، والتي يُفترض أنها تعود إلى المركبات التالية:

• CO
• $CH₄$
• $N₂$
• $CO₂$
• البنزين
• التولوين
• بارا-زيلين
• الفينول
• البايروكيتيكول
• إيثيل-بنزين، إلخ.

تحتوي الدهون من أوراق الشاي في تركيبها على نوى بنزين بسيطة، مستبدلة بالعديد من الألكانات وتحمل العديد من المجموعات الوظيفية ذات الطبيعة الحمضية، والتي تعطي نواتج تحلل حراري غير محددة.

إن الكروماتوجرام الأكثر تعقيدًا بين الكروماتوجرامات التي تم الحصول عليها هو كروماتوجرام فرشة الشاي، والذي يحتوي على كل من المكونات الفردية لورقة الشاي ونواتج تفاعلها. النوى العطرية ذات الطبيعة البسيطة قليلة في هذا الجزء؛ وتتميز بدرجة عالية من العطرية. يحتوي تركيب الدهون من فرشة الشاي على العديد من المستبدلات الوظيفية، التي تعطي عند التحلل الحراري نواتج غير مفصولة: الأحماض الدهنية، والأحماض الأمينية.

إن تركيب دهون تربة الكراسنوزيم غير مستقر، "رخو"، ويتكون من عدد كبير من نوى البنزين، متصلة بـ جسور $—CH₂—C—O—$؛ يوجد عدد كبير من المستبدلات على شكل ألكانات عادية ومتفرعة.

وبالتالي، وفقًا لبيانات الكروماتوجرافيا الغازية بالتحلل الحراري، فإن التركيب الأبسط خاص بالدهون من ورقة الشاي؛ وفي الفرشة يحدث تعقيد كبير في تركيبها. في التربة، تحدث عمليات متزامنة من التحلل والتركيب لمركبات عضوية جديدة، ونتيجة لذلك تكتسب دهون التربة سمات محددة.

المظهر العام للأطياف المرئية للدهون من الأفق $A₁$ للتربة شبه الاستوائية، والفرشيات، والنباتات محدد للغاية. تحتوي الأطياف على قيم قصوى واضحة لامتصاص مواد مجموعة البورفيرينات (على وجه الخصوص، الفيوفيتين، والكلوروفيل $a$ و $b$) في المنطقة 418-420 نانومتر و 668-670 نانومتر، بالإضافة إلى قيم قصوى صغيرة عند 510 نانومتر، و 540 نانومتر، و 610 نانومتر. وبالتالي، تحتوي الدهون على الكلوروفيل ومواد أخرى من مجموعة البورفيرين. تتراوح معاملات الانقراض للدهون من آفاق التربة العلوية من 0.001 إلى 0.003.

تسمح دراسات مستخلصات كحول-بنزين من أوراق الشاي، وفرشة الشاي، والكراسنوزيم بالتحدث عن تشابه معين في تركيبها. يحتوي تركيب ورقة الشاي على مواد مختلفة (الجدول 5)، يمر جزء كبير منها إلى مستخلص كحول-بنزين. يحتوي الجزء الكحولي من دهون ورقة الشاي، على الأرجح، على قلويدات (كافيين)، تتميز بقمم امتصاص عند 212 و 286 نانومتر. تغيب هذه القمم في الفرشة والتربة.

الجدول 5. التركيب الكيميائي لورقة الشاي

المواد في تركيب الشاي		المحتوى التقريبي، % من المادة الجافة
أ. المواد الفينولية
	1. المواد العفصية (التانينات): التانينات، مشتقات الفينولات متعددة الهيدروكسيل.	2
	2. فلافونولات-جليكوزيدات لنواة ثنائي فينيل بروبان.	1–2
ب. المواد غير الفينولية
	1. الكربوهيدرات	0,2
	2. المواد البكتينية	3
	3. القلويدات (الكافيين، الثيوفيلين، الثيوبرومين)	3–5
	4. المواد البروتينية والأحماض الأمينية (توجد بروتينات قابلة للذوبان في الكحول)	30
الكلوروفيل والأصباغ المصاحبة له (الكاروتين والزانثوفيل)		حتى 1
الأحماض العضوية
المواد الراتنجية (الأحماض الراتنجية)		7–8
الفيتامينات
9. المواد المعدنية		4–5
ج. المواد التي تحدد رائحة الشاي
الزيوت الأساسية (العطرية)		1
د. الإنزيمات

تتوافق قمم الامتصاص عند 205-210 نانومتر مع الأحماض العضوية غير المشبعة. وتتوافق المواد العفصية مع قمم امتصاص ضعيفة في المنطقة 267 و 337 و 420 نانومتر.

في مستخلص الكلوروفورم من دهون ورقة الشاي والفرشة، يتم أيضًا تحديد المواد العفصية (التانين والكاتيكينات) بوضوح. بالإضافة إلى ذلك، يتم الكشف عن امتصاص الكاروتينويدات والفيتامينات من المجموعة A في المنطقة فوق البنفسجية. تمتص الكاروتينويدات في المنطقة 338 و 454 نانومتر، وفيتامين $A₁$ - 326 نانومتر، وفيتامين $A₂$ - 287 و 351 نانومتر. وبالتالي، فإن أطياف UV للدهون التي تم فحصها ذات طبيعة غير متجانسة.

أكد تحليل أطياف IR بيانات التحليل الكيميائي لـ الأطياف المرئية وفوق البنفسجية. نطاقات أطياف IR للدهون ضيقة، ومحددة بوضوح، ولها قيم قصوى للامتصاص محددة. يتوافق نطاق واسع في المنطقة $3100–3400\ cm⁻¹$ مع اهتزازات مجموعة OH—.

تتوافق سلسلة من النطاقات في النطاق $2918–2850\ cm⁻¹}$، 1480، $1400–1380\ cm⁻¹$ مع اهتزازات مجموعة CH—. تعود سلسلة النطاقات في النطاق $2918–2850\ cm⁻¹}$، 1480، $1400–1380\ cm⁻¹$ إلى الاهتزازات المتماثلة لـ $CH₂$ و $CH₃$ المضمنة في الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة. بالإضافة إلى ذلك، يتوافق نطاق مميز في المنطقة $720\ cm⁻¹$ مع اهتزازات $(CH₂)_{n}$ الطرفية، حيث $n>4$.

تعتبر النطاقات المكثفة عند $1710–1730\ cm⁻¹$، التي تقع في منطقة امتصاص مجموعات الكربوكسيل، سمة مميزة لجميع الأطياف. بما أن أرقام الحموضة في الدهون التي تم فحصها منخفضة بشكل عام، فقد تكون الاهتزازات عند $1710–1730\ cm⁻¹$ ناتجة عن مجموعات CO— من الألدهيدات والكيتونات المضمنة في مركبات مختلفة (قلويدات، زيوت أساسية، إلخ).

في الفاصل $1010–1030\ cm⁻¹$، تُلاحظ نطاقات مكثفة لمجموعات الهيدروكسيل الكحولية والإيثرات البسيطة؛ وتظهر هذه الأخيرة أيضًا في النطاق $1100–1250\ cm⁻¹$. يتميز طيف دهون الشاي بوجود نطاقات واضحة ومكثفة عند $1698–1650\ cm⁻¹}$ تعود إلى روابط $C = C$ في الهياكل المعقدة المترافقة من نوع التريتيربينويدات. تعود القمم في المنطقة $1650–1557\ cm⁻¹$ جزئيًا إلى محتوى المركبات العطرية.

تتميز أطياف IR للجزء الدهني من أوراق الشاي بنطاقات واضحة عند $745–765\ cm⁻¹$، يُحتمل أن تُعزى إلى $\gamma—CH$ عند حلقة البيرول في البورفيرينات، و $819–832\ cm⁻¹$ بسبب $\delta—CH$ للمركبات العطرية ثنائية وثلاثية الاستبدال؛ $1490–1550\ cm⁻¹$ اهتزازات حلقة البيرول.

تُظهر مقارنة أطياف IR للدهون من الآفاق العلوية ($A₀$) للكراسنوزيم، والزيلتوزيم، والبودزول شبه الاستوائي سيادة مجموعات $CH₂—$ و $CH₃—$ في الكراسنوزيم والبودزول شبه الاستوائي، وهو ما يؤكده ارتفاع محتوى الشموع (أكثر من 60٪). من المثير للاهتمام ملاحظة زيادة شدة النطاق $1000–1100\ cm⁻¹$ في الدهون من الآفاق السفلية مقارنة بالآفاق العلوية، وهو ما يمكن تفسيره بتفاعلات إزالة الميثيل مع تكوين مجموعة أوكسي. بالإضافة إلى ذلك، لا يُستبعد دخول حمض السيليكون المشتت بدقة إلى الجزء الدهني.

تتمثل إحدى خصائص أطياف IR للدهون من الآفاق السفلية في زيادة عرض النطاق $3000–3400\ cm⁻¹$ (الروابط الهيدروجينية)، مما يشير إلى تغير في التركيب الجزيئي الأولي مع العمق.

بناءً على أطياف IR، تُعتبر مستحضرات الدهون مزيجًا من الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة والكحولات مع مشاركة مركبات عطرية من الأحماض والألدهيدات ونواتج تفاعلها، وهو ما يتفق مع خصائصها الكيميائية والطيفية. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تُعزى مجموعة من النطاقات في أطياف مستخلصات كحول-بنزين من أوراق الشاي، والفرشة، والتربة جزئيًا إلى حلقات البورفيرين أو مشتقات البيرول.

الاستنتاجات

• يسمح استخدام جهاز جريف للاستخلاص بدلاً من جهاز سوكسليت بزيادة عائد الجزء الدهني (الليبيدي) بمقدار 2-3 مرات.
• يزداد محتوى الدهون، الذي يكون حده الأدنى في تربة المروج-السهوب والسهوب، في تربة الرطوبة العالية (الهيدرومورفية) — البودزولية، والتندرا، والجبلية — ويصل إلى الحد الأقصى في الأراضي الخثية.
• يحدث تراكم الدهون بشكل أساسي بسبب الشموع، وهو ما يُعزى إلى استقرارها الكيميائي الحيوي النسبي وخمولها.
• المجموعات الكيميائية الوظيفية النشطة (التي تتميز بأرقام الإستر، الحموضة، واليود) تعود بشكل أساسي إلى "الراتنجات"، ويبلغ محتواها الحد الأقصى في التشرنوزيم، الذي يتميز بأحد أعلى مستويات النشاط البيولوجي.
• وبالتالي، ينعكس مستوى النشاط البيولوجي للتربة في كل من المحتوى الكلي للدهون وتركيبها النوعي.
• تتميز دهون التربة، وفقًا لبيانات الكروماتوجرافيا الغازية بالتحلل الحراري، وأطياف الامتصاص الإلكترونية وتحت الحمراء، ببعض أوجه التشابه والاختلافات المحددة عن الدهون المعزولة من النباتات والفرشة.